API kết xuất phần mềm của Windows là gì?

Chúng tôi thường sử dụng OpenGL hoặc DirectX để làm việc với GPU. Nếu tôi muốn sử dụng CPU để kết xuất đồ họa 2D / 3D, nó hoạt động như thế nào và tôi có thể sử dụng API nào cho nó trên Windows?

Tôi biết không có lợi ích gì trong việc sử dụng CPU cho đồ họa khi GPU tồn tại, nhưng tôi vẫn muốn hiểu cách thức hoạt động của nó.

GDI (Giao diện thiết bị đồ họa) là trình kết xuất phần mềm trong Windows. Về cơ bản, bất kỳ nền tảng ngôn ngữ / thời gian chạy nào trong Windows không được tăng tốc GPU đều sẽ sử dụng GDI dưới mui xe ở một số cấp độ. Mặc dù Java AWT có thể sử dụng GDI trực tiếp thông qua mã C mà thời gian chạy Java được viết, nhưng một cái gì đó như Flash chạy trong Chrome sẽ OTOH sẽ sử dụng GDI nếu máy tính để bàn không tăng tốc GPU, so với DirectX nếu có.

Tôi biết rằng không có lợi ích gì khi sử dụng CPU cho mục đích này, mà chỉ để hiểu hoạt động.

Không có gì. Có thể dễ dàng hơn rất nhiều khi chỉ đơn giản là vẽ các đường, pixel và hình ảnh, hơn là biết được các chương trình đồ họa dựa trên GPU. Nếu bạn có ý định viết mã riêng để truy cập trực tiếp vào GDI, có thể kiểm tra lib gdiplus, như được nêu trong hướng dẫn này . Chúc may mắn!

EDIT : Để chính xác, cũng có thể đáng chú ý rằng có các triển khai CPU của OpenGL; Mesa là ví dụ phổ biến. Vì vậy, nói đúng ra, OpenGL không loại trừ kết xuất phần mềm. Nhưng đó chỉ là giá trị đề cập nếu bạn thực sự muốn trở thành nhà mô phạm!

Trên thực tế, bắt đầu với Windows 7, Direct3D 11 là câu trả lời của bạn. Tất nhiên, API mặc định sử dụng GPU nếu bạn có, nhưng bạn có thể tạo một thiết bị Direct3D nhắm vào Nền tảng Rasterization nâng cao của Windows (WARP) , có nghĩa là một trình raster phần mềm hiệu suất cao hỗ trợ API Direct3D. Bạn không nên mong đợi hiệu năng ở bất cứ nơi nào gần bằng GPU, nhưng nó sẽ khá tốt khi có quá trình raster CPU vì Windows tồn tại để hỗ trợ các hệ thống mà không cần tăng tốc phần cứng. Direct3D cũng cung cấp trình rasterizer tham chiếu phần mềm, nhưng nó chỉ được thiết kế cho chính xác và rất chậm.

Để biết thêm chi tiết về các trình raster Direct3D 11, hãy xem bảng liệt kê D3D_DRIVER_TYPE .

Chỉnh sửa: Nhưng nó có thể chạy Crysis? Đúng!

Tôi sẽ không nhanh chóng nhảy vào kết luận "không có lợi". Mặc dù GPU rất nhanh trong việc xử lý các hình tam giác, nhưng không phải tất cả các hình ảnh đều được thực hiện bằng cách sử dụng rasterization tam giác!

Ví dụ, các trình kết xuất dựa trên voxel-octree (được sử dụng, ví dụ, trong y học, để trực quan hóa quét CT) thường sử dụng CPU đa lõi và viết các pixel thô dựa trên các thuật toán hoàn toàn khác nhau. Điều đó cũng có thể đúng với một số thuật toán raytracing.

Nói chung, cách đơn giản nhất để kết xuất bằng CPU là xuất dữ liệu sang, ví dụ, tệp BMP. Bạn cũng có thể sử dụng OpenGL để tạo cửa sổ và chỉ cần ghi dữ liệu pixel thô vào kết cấu và hiển thị trên toàn màn hình.